科研导师制下本科生创新能力培养模式探索

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　　摘要：本科生科研创新能力的培养已成为高校教学改革的一个热点课题。本文针对目前本科生科研創新能力培养的现状及存在的问题，指出实施本科生科研导师制的必要性。具体分析了本科生科研导师制的特点，探讨了科研导师制下如何培养大学生的创新能力以及促进本科生科研导师制有效实施的关键要素。本科生科研导师制，作为当前适应教学改革的一种有效人才培养模式，目前已经取得显著成效，积极推广本科生科研导师制将培养更多具有较高科研能力和创新能力的高层次人才，成为我国高等教育与国际接轨的有效途径。
　　关键词：科研导师制;本科生;创新能力;培养模式
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）19-0208-05
　　 当前世界经济全球化的浪潮风起云涌，世界各国之间综合实力的竞争更加激烈，其中科学技术方面的竞争尤为重要。拔尖创新型人才作为国家人才队伍中的精英，他们是科学技术竞争的关键因素，在促进科技创新、社会经济发展以及提升国家竞争力等方面具有重要的作用。[1，2]当前，我国正处于科教兴国、增强自主创新能力、建设创新型国家的关键时期，急需大量的拔尖创新人才。如何培养拔尖创新人才已成为当今中国社会和高等教育研究的重要课题。[3，4]本科教育是我国高等教育的主体和基础，在本科阶段培养拔尖创新人才，增强本科生的创新能力，不仅是国家发展战略、经济和社会发展的需求，也是大学生自我发展和增强就业竞争力的现实需要。目前，国内诸多高等院校正在积极探索本科阶段拔尖创新人才的培养模式，采取多项措施提高本科生的创新能力。例如，实施本科生科研导师制就是一种极其有效的培养模式，它是把本科生导师制和科研创新项目有机地结合起来，实现学生、导师、科研三要素的有机结合，从而在本科阶段发现和培养新一代学术创新人才，丰富创新人才的培养模式。[5]
　　本文介绍了本科生科研导师制的特点以及实施科研导师制的一些关键要素，阐明了实施本科生科研导师制的必要性和重要性，以及在这方面的一些具体探索。实践表明，本科生科研导师制是培养创新人才的一种新型模式，提升大学生科技创新能力的有效途径，对教学和科研具有双重促进作用，非常值得广泛推广。
　　一、本科生创新能力的培养现状及存在的问题
　　提高大学生创新能力，不仅是个人发展的需要，更是实现创新型国家战略的需求。高等学校作为培养创新人才的基地和摇篮，肩负着重要的历史使命，有责任和义务去完成这个重任。然而近年来，随着高等教育的大众化，在校大学生规模迅速扩大，部分高校暴露办学条件与招生规模的矛盾，出现师资力量严重不足现象;在外部社会环境方面，我国正处于经济转型升级的关键时期，对大学生创新能力提出更高的要求。总体来看，我国大学生的创新能力还是比较低的，主要体现在以下几个方面。
　　（一）缺乏勇于创新的意识及欲望
　　我国当前的教育主要以理论教学为主，重视理论知识的掌握，导致学生盲目接受和被动记忆书本知识，在思想上易于形成重书本、轻实践的错误观念;在处理问题时缺乏批判性的思维能力及勇于探索精神。目前大学生普遍认为，科研创新需要足够的资金和资源作保障，由专业的研究团队借助一定的实验设备和相关技术，探索未知世界的本质和规律，而自己作为一名普通的大学生，没有实力去开展科研，认为科研创新和自己的课程学习没有必然的联系。这种错误的观念导致大学生普遍不重视科研创新能力培养的相关课程，并对校内外的学术科研活动漠不关心甚至有畏惧感，十分缺乏创新精神。
　　（二）缺乏创新的毅力
　　创新思维本身是一个高度复杂的逻辑思维过程，在此过程中自觉认识并确定目标，并不断根据目标的变化来调整自己的行动，克服种种困难，最终实现目标的主观能动过程。任何辉煌的成就都需要经历一番艰辛的努力，凭借顽强的毅力和坚忍不拔的精神才能实现。虽然多数大学生有创新的兴趣与热情，但在具体的科研实践中往往会出现虎头蛇尾、见异思迁的现象;尤其在研究工作遇到困难、进展不顺利时，不能持之以恒坚持下来，往往选择避开或退却，导致科研创新活动半途而废，这主要是大学生科研创新的意志品质差所致。
　　（三）思维敏捷但缺乏创新性思维
　　大学生群体年富力强，初生牛犊不怕虎，思维敏捷、活跃，但他们的创新思维能力比较弱，体现在缺乏对科学问题的深层次思考以及另辟蹊径解决科学问题的能力。通常考虑问题的思路和解决问题的技术路线千篇一律，难有新意或突破点。最明显的表现在本科毕业论文工作缺乏新意，许多毕业论文类似实验报告，仅仅是实验数据及图表的堆积或实验现象的一般性描述，缺乏对实验现象背后相关机理的分析或模型的建立。部分大学生甚至从网上收集一些材料，东抄西拼地完成自己的毕业论文，论文逻辑性差、数据不够充分，整个毕业论文书写缺乏创新性思维。
　　（四）创新所需的观察力不强
　　观察力是人们获取外界信息的一种能力，它是一种有意识、有目的、有组织的知觉能力。一个观察力很强的人，通常能从普通人认为是司空见惯、细枝末节的事情中发现奇迹。大学生在自主科研创新过程中，需要积极观察，发现问题，从中发现创新点，为创新思维打下基础。大学生在观察的深度和广度方面，普遍存在着不足。虽然有时会有很好的灵感，但这些灵感是短暂的、缺乏横向联系，最终只能是昙花一现，没有形成创新能力。因此，大学生在科学实验中，要特别关注实验中发生的各种物理现象和化学变化，尽可能从多个角度去观察、研究对象。通过大量的实验观察和数据分析，全面分析实验结果，打破已有的思维定式，才能提升自己的创新能力。
　　二、实施本科生科研导师制的必要性和重要性
　　实施本科生科研导师制，就是让学术造诣深、具有较强科研能力的高水平专业教师担任本科生科研导师，有针对性地指导本科生进行科研训练，通过与导师共同探讨实验结果的过程，逐步形成大学生的独立思考和独立分析判断能力，提高本科生的创新素质。 　　本科生科研导师制在尊重教育理念和教学规律的前提下，给予教师和学生最大的空间，去尝试教学创新。导师指导本科生参与自己的课题研究，通过论文选题、背景资料收集、实验方案确定与执行、实验数据整理及分析、论文撰写与发表等多个环节的培训和锻炼，使本科生提前认识本学科的前沿研究课题，更重要的是体会到科研的内涵，如何进行科研活动。在具体的科研实践活动中培养他们的动手能力、科学思维（发散思维、逆向思维、求异思维等）能力以及团队协作能力，提升科研专业素质及创新能力。不论是本科生在这过程中体现的研究潜力，还是建立起来的主人翁意识、社会责任感和团体协作能力，都充分证明这种教学模式的必要性和重要性。随着创新教改建设迅速而全面的推进，本科生科研导师制已成南京大学本科教学改革的一个亮点，它是一种有效的创新人才培养模式，非常值得推广。
　　三、本科生科研导师制的特点
　　实践证明，本科生科研导师制是提升本科生科研创新能力的有效途径，也是对传统教育模式有益的补充;但它有别于传统的研究生导师制，具有一些明显特征[3]。
　　（一）培养对象的特殊性
　　本科生科研导师制的实施对象主要是大学二年级和大学三年级本科学生，他们开始或正在学习专业理论知识，缺乏专业训练，科研素质较弱。他们在开展科研创新活动时，需要自学许多相关专业的基础知识，并将它们运用到具体的科研实践中，因此，存在比较大的困难。
　　（二）科研的目标和任务特殊
　　本科生的科研目标、任务不同于研究生，他们没有发表科研论文的硬性要求，不拘泥形式，完全根据大学生的兴趣，并结合导师的科研项目，开展适合于本科生的科学研究。在科研实践过程中，注重培养学生的科研意识以及独立从事科研的能力;同时克服一些已有的思维定式，培养批判性思维能力，提高大学生的创新素质。
　　（三）指导形式的多样化
　　针对大学生的兴趣和能力，指导方式可以多样化。比如导师单独指导、团队指导或以研究生为主的指导方式，地点可在校内或校外，或校内外相结合方式开展科研工作。学生的科研项目可以是导师的具体科研项目，也可以是学生为主持人的科研立项等。
　　（四）科研导师与本科生的结合方式比较特殊
　　本科生科研导师制是一种双向选择，如果一方缺乏激情，就很难达到预期效果。要有效实施本科生的科研导师制，就必须加强本科生与科研导师之间的沟通，使二者更好地协同开展科研工作。
　　四、科研导师制下大学生创新能力的培养目标
　　第一，培养大学生的科研意识。让学生了解科研活动的基本过程和方法，认识科研素养的内涵。
　　第二，培养学生独立收集文献资料以及分析和归纳能力，为具体开展科研工作储备理论基础知识。
　　第三，科研动手能力的培养。通过导师的具体讲解和示范操作，大学生在导师的指导下亲自动手操作实验仪器和使用分析软件，为独立自主地开展科研活动打下实验技术基础。
　　第四，定期汇报工作进展，培养学生口头和书面表达能力。通过定期的课题组学术讨论会，学生把自己研究结果介绍给别人，接受别人对实验结果的质疑并答辩，该过程可有效培养学生口头表达能力及逻辑思维能力。
　　第五，科技论文的撰写及投稿。培养学生掌握科技论文的写作方法和技巧，指导学生如何选择投稿刊物、如何投稿等。
　　第六，培养学生的团队协作和语言沟通能力。在一个课题组或研究团队中，团队协作精神尤其重要。由于不同课题组之间的工作相互关联，因此，一个课题组整体研究目标的实现需要各子课题的研究人员通力合作，共同努力才能实现。通过参与大课题研究工作，大学生可体会到在一个课题组，自己或他人的研究进度直接影响到整个项目的研究进展，体会团队协作精神的重要性。
　　五、实施本科生科研导师制的关键要素
　　实施本科生科研导师制，其目的是为优秀本科生参加科研及其个性化的发展提供更多的可能和空间;以本科生的科研兴趣为纽带，导师的科研项目为基础，实现学生、导师、科研三者的有机结合，从而在本科阶段发现和培养新一代学术拔尖创新人才，重点训练和激发他们从事科学研究的學术兴趣，培养他们在语言、文字、数学、物理、计算机等方面基础性及工具性学科方面的学术能力，以及提出问题、批判性思维、分析能力等理智方面的学术特性，为拔尖创新人才的培养提供一种新型模式。为了有效推动和促进本科生科研导师制的实施，需要注意以下几个方面。
　　（一）科研导师的选拔
　　科研指导教师作为本科生科研导师制实施的主体之一，其科研素质和水平的高低直接制约大学生科研活动开展和科研能力的提高。高水平的科研导师不仅能够站在学科的前沿，预见学科的发展方向，而且通过教学、科研课题的具体指导，使学生能尽快地进入专业研究领域，掌握学科的发展动向和前沿研究动态，提高学生的综合分析能力和创新能力。在此过程中，导师自身所具有的创新意识和创新能力也潜移默化地激励和影响学生对学术创新和科研创新的追求和渴望。因此，选拔优秀的科研导师对本科生科研导师制的有效实施尤为重要。我校科研导师制的师资队伍保证了中科院院士、长江特聘教授、“千人计划”入选者、“青年千人计划”入选者、杰青、国家教学名师、国家精品课程主持人、教授等不低于25%，旨在帮助本科生拓宽学术视野，培养批判性思维能力，从而顺利完成由大学到本科毕业走向社会或继续深造的“适应性转换”和“学术转换”。
　　（二）接受指导的学生选拔
　　为了让本科生科研导师制产生显著效果，选拔接受指导的学生也是一个关键因素。对于低年级学生，采用学生自愿报名和学校公开选拔的模式，通过参照学分成绩排名、获奖情况、笔试和面试成绩综合考虑，择优录取品学兼优的本科学生。而对于高年级学生，全部实行科研导师制，把毕业设计（论文）与导师的科研项目有机结合起来。在科研导师和学生的互选过程中，学院要坚持导师和学生之间的双向选择机制，为方便他们之间相互了解，学院搭建沟通的科研平台，并通过该平台提供科研导师的个人基本信息（如毕业学校、国外留学经历、所学专业、科研领域、学术业绩、承担的科研项目、主要研究内容和所需学生的具体要求等）;学生通过科研平台介绍自己的专业课程学习情况、科研兴趣，与潜在的指导老师直接联系，探讨加入课题组的可能性。学院通过组织面试，确定合格的学生正式接受指导。 　　（三）科学选题
　　学生科研训练活动的课题来源于多个方面。科研导师制模式下的课题大多数情况来源于指导教师承担的科研项目，教师从这些科研项目中选取合适的小题目给学生做科研训练。指导教师要注意结合学生自身的特点及专业知识背景来选择适合本科生的题目。好的本科生创新计划课题首先应该难度适中。如果课题的难度太大，学生经过一番艰苦努力，科研工作毫无进展，这时学生对科研会产生畏惧心理，甚至有放弃的想法，严重打击了大学生的科研热情和自信心。相反，如果课题过于简单，学生不费吹灰之力就完成了，这很难让让学生真正体会到科学研究创新过程的艰辛，同时也难以培养创新过程所需的毅力。因此，科研指导老师要把握好课题的难易程度，保障课题的可执行性，要让学生经过一番努力可以完成课题，使他们品尝到成功的喜悦，从而富有成就感。
　　（四）建立有效的科研导师运行机制及管理机制
　　为了有效地实施科研导师制，必须让学生、导师和学校三方均获得效益，很有必要建立有效的科研导师制运行及管理机制。科研导师制要与教师的绩效工资相挂钩，对于指导本科生科研工作成绩优秀的导师要给奖励与表彰;并计入其相应的教学工作量。对于在科研活动中取得优异成绩的本科生在评先评优、奖学金评定等方面，给予一定的政策倾斜，增加学生科研活动的经历和业绩比重，激发本科生参与科研项目的积极性。学校要完善各项考评监督机制，加强对本科生科研导师的过程管理和考核，营造大学生创新能力的培养环境，建立自由开放的学术环境和氛围，为科技创新、寻求学术真理提供保障。
　　六、科研导师制下大学生创新能力培养的实践与成效
　　本人自2007年开始指导本科生从事以科研项目为依托的本科毕业论文工作和创新研究课题，论文的选题来自本人主持的国家自然科学金、江苏省自然科学基金、回国留学人员科研启动基金、江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养项目以及南京大学固体微结构物理国家重点实验室开放课题，至今已指导了12届本科毕业生，总计50人。1/3本科生毕业后直接到美国和欧洲留学，1/3本科生毕业后在国内高等院校和研究所继续攻读研究生。自2008以来，以本科生参与科研项目的研究工作为基础发表了28篇学术研究论文（其中8篇中文），20篇SCI为论文。本人指导的2013年南京大学大学生创新训练计划项目-BiFeO3多铁性纳米岛结构制备、多铁性能调控及铁性畴研究（项目组成员：梁爽、李淑义、刘子东、朱瑛莺），结题成绩被评为优秀（证书编号：XY1310284110）。四位同学中有两位毕业后直接赴美国留学，另两位同学被保送到南京大学读研究生，直接入选微结构国家实验室研究生实验班。本人指导的南京大学物理学院2006级杭启明同学的本科生毕业论文（题目：钙钛矿结构多铁性材料的制备与表征）曾获得南京大学优秀毕业论文二等奖。南京大学匡亚明学院的2011级梁笠智同学自本科三年级上学期就在本人的课题组参与科研工作，从事模板法制备钙钛矿锰氧化物纳米结构及微结构表征工作，一直持续到本科毕业。在参加科研项目两年的工作中，该同学发表了SCI论文6篇，其中第一作者SCI论文2篇，本科毕业后直接赴美国留学。最近，本人已经申请到江苏省高等教育教改研究课题（编号2017JSJG086）及南京大学本科生教学改革项目（编号201612B5）研究课题，已有多位学生主动联系笔者，要求到本人的课题组从事以科研项目为依托的本科毕业论文工作。通过近十年来指导物理学方向本科生从事科技创新活动的实践探索来看，把科研项目的研究内容纳入到本科生的毕业论文及创新研究计划课题中，不仅确保本科生有足够的研究经费开展科技创新活动，而且为他们的创新活动提供一个崭新的学术平台，以此有效推动本科生创造思维的发展和创新能力的提高。
　　七、结语
　　提升本科生的科研素质和创新能力是髙校素质教育的工作核心。本科生积极参与科研活动是培养其创新能力的一条有效途径。本文探讨了科研导师制下如何培养大学生的创新能力，指出有效实施本科生科研导师制的关键要素。本科生科研导师制的实施，为大学生参加科研及其个性化的发展提供了更多的可能和空间，以导师的科研项目为纽带，以学生的科研兴趣为基础，实现学生、导师、科研三要素的有机结合，从而充分发挥大学生在科研活动中的自主性，激发了他们参与科研活动的興趣，增强其创新思维能力。作为适应当前教学改革的一种新型人才培养模式，本科生科研导师制在高校值得大力推广。
　　参考文献：
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　　[2]刘恩元.本科生导师制的有效运行机制探索[J].中国成人教育，2010，（21）：90-92.
　　[3]黄锁义，李容，潘乔丹，等.本科生导师制下大学生科研创新能力培养的研究与实践[J].高教论坛，2011，（2）：22-23.
　　[4]卢芳国，陈邻利，高强.依托大学生创新课题选题培养学生创新能力的实践与思考[J].高教论坛，2014，（10）：5-6.
　　[5]张淑兰，张海军.高校本科生科研导师制实施与管理的思考[J].继续教育研究，2014，（8）：83-85.
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